메타, 앤스로픽과 동시 협상 중 10조 원 규모 주문 계획, 삼성 파운드리 사업 전환점 맞이하나?

TradingKey - 7월 3일 아시아 거래 세션 동안 한국 주식이 급등한 가운데, 삼성전자의 주가는 8% 이상 상승했습니다. 뉴스 측면에서는 AI 칩 파운드리 서비스와 관련된 두 가지 소문이 동시에 주목을 받았습니다. 메타( META)가 삼성에 10조 원 이상의 가치가 있는 맞춤형 AI 칩 생산을 위탁하는 방안을 고려 중인 것으로 알려졌으며, 앤스로픽 또한 자체 개발 칩의 파운드리 파트너십에 대해 삼성과 논의 중인 것으로 전해졌습니다.

삼성 파운드리 사업부에게 이번 기회는 지난 4년 동안 기다려온 반전의 계기가 될 수도 있습니다.

출처: Futu

2나노 수율 50%대 중반으로 상승, 삼성전자 파운드리 사업부의 변곡점 마련

지난 몇 년 동안 삼성전자의 파운드리 사업은 지속적인 압박을 받아왔습니다. 올해 1분기 TSMC( TSM)의 시장 점유율은 무려 73%에 달했던 반면 삼성전자는 7%에 그쳤으며, 삼성전자의 파운드리 사업부는 2022년 이후 지속적인 적자를 겪으며 단일 분기 적자가 한때 1조 원에서 2조 원 사이를 오가기도 했습니다.

전환점은 2026년에 찾아왔습니다. 삼성전자는 '세계 최초'라는 마케팅 수식어에 대한 집착에서 벗어나 수율 개선에 자원을 집중하기 위해 전략적 초점을 2나노 공정으로 전환했습니다. 한국 언론 보도에 따르면 2025년 하반기 삼성전자의 2나노 수율은 약 20%에 불과했으나, 올해 1분기에는 60%를 넘어선 것으로 알려졌습니다. 후공정 손실을 고려하면 수익을 낼 수 있는 칩의 실제 비율은 약 40% 수준입니다. 반년 만에 수율을 20%에서 50%대 중반까지 끌어올린 것은 선단 공정 분야에서 보기 드문 발전입니다.

이와 대조적으로 TSMC의 2나노(N2) 공정은 공식적으로 양산에 들어갔으며, 웨이퍼 결함 밀도는 목표치를 두 분기 앞당겨 달성했습니다. 올해 5개의 2나노 팹이 동시에 가동되며, 2026년부터 2028년까지의 연평균 생산능력 성장률은 70%에 달할 것으로 예상됩니다. 양산 초기 단계의 월간 생산능력은 약 35,000장이며, 연말까지 140,000장으로 증가할 전망입니다.

격차는 여전히 존재하지만 추세는 변화하고 있습니다. 테슬라( TSLA)는 2나노 공정을 사용해 AI5 및 AI6 자율주행 칩을 생산하기 위해 삼성전자와 2조 2,800억 원 규모의 장기 공급 계약을 체결했습니다. 올해 3월에는 엔비디아( NVDA)의 젠슨 황 CEO가 GTC 콘퍼런스에서 Grok 3 AI 추론 칩을 삼성전자 파운드리에 위탁 생산할 것임을 공개적으로 확인했습니다. 이어 6월에는 시장 소식통을 통해 삼성전자 파운드리 사업부가 이르면 3분기에 흑자 전환할 것으로 예상된다는 소식이 전해졌습니다.

메타, 10조 원 규모 발주 계획…2nm 공정이 핵심

7월 3일 보도에 따르면, 메타는 삼성에 10조 원(약 75억 달러) 이상의 가치를 지닌 맞춤형 AI 칩 생산을 위탁하는 방안을 검토 중이며, 2나노미터 공정을 사용해 자체 개발한 AI 가속기 'MTIA' 수십만 세트를 양산할 계획이다. 해당 주문이 최종 확정될 경우, 삼성 파운드리의 중장기 수주 잔고는 50조 원에 육박할 것으로 예상된다.

이 정도 규모의 물량은 파운드리 분야에서 초대형 주문(메가 오더)에 해당한다. 메타는 자사의 MTIA 가속기를 지속적으로 업그레이드하며 오랜 기간 자체 개발 칩 경로에서 입지를 다져왔다. 삼성에게 이만한 위상을 가진 고객사를 확보하는 것은 막대한 매출을 의미할 뿐만 아니라, 중요한 브랜드 가치 입증 역할도 하게 된다.

생산 능력 관점에서 보면, 삼성 파운드리 사업부는 최근 공급 전략을 조정했다. 7월 3일 한국 언론 매체 조선비즈의 보도에 따르면, 삼성의 4나노 공정 생산 능력은 사실상 완판되었으며 일부 8나노 생산 라인 역시 풀가동에 가깝게 운영되고 있다. 수요 구조는 스마트폰 AP에서 AI 가속기, ASIC, HPC 칩으로 빠르게 이동하고 있다. 이러한 변화는 AI 칩 파운드리 시장의 열기가 모든 공정 노드로 확산되고 있음을 간접적으로 확인해 준다.

앤트로픽, 삼성과 2나노 파운드리 서비스 논의 중… 자체 개발 칩 열풍에 또 다른 주자 합류

IT 전문 매체 디인포메이션(The Information)의 보도에 따르면, 앤스로픽(Anthropic)은 자체 AI 칩 개발을 위한 초기 단계 준비에 착수했으며 삼성전자의 2나노 공정 노드와 첨단 패키징 기술을 염두에 두고 잠재적인 제조 협력에 관한 논의에 들어갔다. 현재 이 프로젝트는 기획 단계에 머물러 있으며, 칩의 기능적 포지셔닝, 연산 능력 사양, 배포 계획 등은 아직 확정되지 않았다.

자체 칩을 개발하는 논리는 명확하다. 앤스로픽의 연간 환산 매출은 2025년 말 약 90억 달러에서 300억 달러 이상으로 급증하여 연산 능력 수요가 기하급수적으로 늘어난 반면, 엔비디아 GPU에 대한 장기적인 의존은 높은 비용과 공급 제약을 의미하기 때문이다. 효율성이 소폭만 향상되어도 대규모 클러스터 전체에 적용되면 막대한 비용 절감으로 이어질 수 있다.

실제로 자체 칩 개발을 준비하기 전부터 앤스로픽은 이미 빈번한 움직임을 보여왔다. 지난달 OpenAI의 주문형 칩 팀 초기 멤버인 클라이브 찬(Clive Chan)을 영입하고 칩 엔지니어 채용 공고를 냈으며, 4월에는 구글( GOOGL) 및 브로드컴( AVGO)과 멀티 기가와트 규모의 TPU 용량 계약을 체결했다. 또한 5월에는 650억 달러 규모의 자금 조달 라운드를 완료해 투자 후 기업 가치가 9,650억 달러에 달했으며, 아마존( AMZN)과 최대 5기가와트 용량에 대한 계약을 체결했다.

삼성전자를 선택한 이유는 TSMC의 2나노 생산 능력이 AI 주문으로 이미 매진되어 일정이 2028~2029년까지 밀려난 반면, 삼성전자의 미국 테일러 공장은 2026년 하반기까지 2나노 칩 양산을 달성할 것으로 예상되며 월 5만 장의 웨이퍼 생산 능력을 목표로 하고 있어 상대적으로 여유가 있기 때문이다. 나아가 삼성전자는 HBM 메모리와 첨단 패키징을 아우르는 통합 솔루션을 제공할 수 있어, 칩을 처음부터 설계하는 앤스로픽의 공급망 통합 비용을 크게 줄여줄 수 있다.

이와 함께 올해 5월 삼성전자는 SK하이닉스, 마이크론( MU)과 함께 앤스로픽의 650억 달러 규모 자금 조달 라운드에 참여했으며 '전략적 인프라 파트너'로 지정되었다.

TSMC 생산 능력 2028년까지 예약 완료, 삼성 2나노 공정에 기회의 창 열려

앞서 언급된 주문들이 최종 확정될 경우, 삼성전자 파운드리 사업부의 중장기 수주 잔고는 50조 원에 육박할 것으로 예상된다. 한편, 삼성전자의 미국 텍사스주 테일러 캠퍼스는 평택과 화성 공장을 합친 면적을 넘어서는 485만 제곱미터 규모에 달하며, 첨단 패키징 시설을 포함해 총 10개의 팹을 수용할 수 있어 고객사들에게 원스톱 서비스를 제공할 수 있다.

물론 불확실성은 여전히 남아있다. 앤트로픽의 칩 프로젝트는 아직 초기 단계에 있어 궁극적으로 실현될지 여부는 더 지켜봐야 한다. 또한 삼성전자의 파운드리 사업이 개선 조짐을 보이고 있으나 수율 측면에서는 여전히 TSMC에 뒤처져 있다. 그럼에도 불구하고, TSMC의 생산 능력이 가득 차고 고객들이 줄을 서고 있는 상황에서 삼성전자의 여유 있는 2나노미터 생산 능력은 주문을 따내는 데 있어 핵심적인 협상 카드이다. 삼성전자가 이 기회의 창을 포착할 수 있을지 여부가 향후 파운드리 사업의 행보를 직접적으로 결정할 것이다.